07.08.2013 | Наука

Открытая экзопланета способна опровергнуть теории о формировании новых миров

С помощью инфракрасных данных телескопа Subaru, расположенного на Гавайях, международная команда астрономов получила изображение гигантской экзопланеты, вращающейся вокруг яркой звезды GJ 504 из созвездия Девы.

Новый мир оказался примерно в 4 раза больше Юпитера по массе, примерно таким же по размерам и получил название GJ 504b. На настоящий момент этот объект является планетой с самой низкой массой, вращающейся вокруг звезды, по всем характеристикам подобной нашему Солнцу.

Исследователи предполагают, что эффективная температура GJ 504b составляет около 237 °C. Возраст этой системы, удалённой от нашей планеты примерно на 57 световых лет, оценивается учёными в 160 миллионов лет.

Астрономам удалось сфотографировать GJ 504b, используя методы прямой визуализации (то есть фактически увидеть планету в телескоп). Этот метод является не только самым важным для получения данных о планетах, но и самым сложным.

"Визуализация даёт информацию о светимости, температуре, атмосфере и орбите планеты, – рассказывает глава исследования Масаюки Кузухара (Masayuki Kuzuhara) из Токийского технологического университета (Tokyo Institute of Technology). – Но чаще всего экзопланеты имеют слишком слабую светимость и так близки к своему светилу, что попытки зафиксировать их с наземных телескопов подобны попыткам сфотографировать светлячков возле прожектора".

Тем не менее, телескоп Subaru позволяет астрономам фиксировать даже самые "слабые" экзопланеты. Он получает изображение в инфракрасном диапазоне с помощью сложной системы адаптивной оптики, компенсирующей эффект размытости от атмосферы Земли. Контрастность изображения гарантируется использованием инфракрасной камеры и спектографа.

Открытие является частью проекта Стратегического исследования экзопланет и дисков с помощью телескопа Subaru, в рамках которого астрономы планируют получить изображения планет, расположенных вне Солнечной системы. Учёных интересуют также протопланетные диски, окружающие несколько сотен ближайших звёзд. Пятилетний проект начал работу в 2009 году, его возглавляет Мотохидэ Тамура (Motohide Tamura), член Национальной астрономической обсерватории Японии.

"Если бы мы смогли полететь на эту планету, нашим глазам предстал бы светящийся от жара мир, окрашенный в тёмно-вишнёвый, почти пурпурный, цвет, – сказал Майкл МакЭлвайн (Michael McElwain), член Центра космических полётов Годдарда. – Наши инфракрасные камеры показывают, что её цвет более синий, чем у других наблюдаемых планет, что может свидетельствовать о небольшом количестве облаков в атмосфере".

GJ 504b вращается вокруг своей звезды на расстоянии, почти в 9 раз превышающем расстояние от Солнца до Юпитера. Это позволяет переосмыслить идею самого формирования планет-гигантов.

Согласно наиболее распространённой версии, называемой аккреционной моделью, Юпитер, подобно Земле, развился из насыщенного газом и космическим мусором диска, окружающего молодую звезду. Ядро, как правило, образуется вследствие столкновения астероидов и комет. Как только оно достигает достаточной массы, его гравитационная сила притягивает газ из диска, тем самым формируя планету.

Такая модель применима для экзопланет, чья орбита подобна орбите Нептуна (то есть удалена от звезды примерно на 30 астрономических единиц). Но для миров, расположенных ещё дальше от своих звёзд, такая модель мало подходит. Для сравнения, GJ 504b находится примерно в 43,5 астрономических единицах от своей звезды.

"Формирование этой планеты сложнее всего объяснить с точки зрения традиционных гипотез, – поясняет член команды Маркус Янсон (Markus Janson), доктор Принстонского университета. – Мы должны всерьёз рассмотреть альтернативные теории формирования или пересмотреть концепцию аккреционной модели.

Добавим, что молодые звёздные системы являются самыми привлекательными для исследования экзопланет напрямую, так как планеты не существовали настолько долго, чтобы успеть потерять большую часть тепла от процесса их образования. Это и повышает их яркость в инфракрасном диапазоне.

"Наше Солнце уже прошло примерно половину пути своего жизненного цикла, а GJ 504 – примерно тридцатую его часть, – добавил МакЭлвайн. – Изучение таких систем похоже на наблюдение за нашей собственной планетарной системой в годы её молодости".

По публикациям UkrNet